ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Предисловие к русскому изданию из "Труды европейского совещания по измельчению" Процессы дробления, измельчения и классификации твердых материалов широко применяются в практике многих отраслей промышленности, строительства и сельского хозяйства. Они оказывают весьма большое влияние на технико-экономические показатели производства и качество готовой продукции. [c.5] Однако, несмотря на все возрастающее значение этих процессов для технического прогресса, теория их разработана в крайне недостаточной степени, а многочисленные эмпирические исследования почти не обобщены и неизвестны широкому кругу специалистов, работающих в области исследования, проектирования и эксплуатации дробилок и вспомогательного оборудования дробильно-помольных установок. [c.5] Одним из отрицательных результатов отсутствия обобщенной теории и необходимых инженерных разработок является далеко не всегда оправданное разнообразие типов и размеров дробильно-помольного и классифицирующего оборудования и выбор его для осуществления той или иной операции. [c.5] В связи с этим в нашей стране и за рубежом в последние годы проявляется повышенный интерес к проблемам теории и практики измельчения — физике и энергетике дробления, помола и разделения, исследованию рабочих процессов, влияния конструктивных факторов, закономерностей зернового состава, износа рабочих органов и т. д. [c.5] Большая часть этих проблем была рассмотрена на Первом Европейском совещании по измельчению, которое состоялось в 1962 г. во Франкфурте-на-Майне (ФРГ) и в работе которого приняли участие виднейшие ученые и специалисты многих стран. [c.5] Практически это было первое крупное международное совещание, посвященное исключительно указанным вопросам. Ранее отдельные аспекты техники измельчения рассматривались лишь как второстепенные разделы технологии переработки различных материалов. [c.5] Были заслушаны и обсуждены 43 доклада, посвященные исследованию процессов измельчения, конструкции оборудования и технике его применения при переработке определенных материалов. [c.5] Состояние твердых тел при измельчении меняется во многих отношениях. Отдельные зерна подвергаются механическим или термическим воздействиям. В них возникают деформации и напряженное состояние. При местном превышении прочности внутренние связи вешества разрываются путем сдвига или хрупкого излома или при их совместном взаимодействии. Сдвиг происходит под действием касательных напряжений, а хрупкий излом — за счет растягивающих. В случае неоднородной структуры вещества сдвиг может вызвать локальные растягивающие напряжения, приводящие к хрупкому разрушению. Одновременно могут происходить электрические и химические явления. Большая часть механической энергии превращается в тепло. Наблюдаются структурные преобразования, прежде всего в новой поверхности излома. [c.7] Важнейшими вопросами являются условия образования трещин и протекание процесса разрушения. С разрушением связаны все остальные явления. Особенно интересно знать, при каких напряженных состояниях, температурах и других условиях окружающей среды в напряженном теле происходит хрупкое разрушение или сдвиг. [c.7] Учение о прочности и материаловедение базируются на хорошо разработанной теории разрушения. Зная прочность материала при определенных напряженных состояниях, рассчитывают инженерные конструкции. [c.8] Исследований по различным видам испытаний для этого недостаточно. Они несомненно очень важны и дают ценную информацию относительно разрушения образцов правильной формы кубов, цилиндров и шаров. Разумеется, оценка полученных данных затрудняется, если структура вещества неоднородна. Тогда нельзя рассчитать напряженное состояние, и поэтому теряется смысл опыта, который должен показывать соответствие значений прочности рассчитанному напряженному состоянию. На практике всегда измельчаются тела неправильной формы, поэтому рассчитать возникающие в них напряжения невозможно. [c.8] Если мы хотим, чтобы феноменология разрушения дала данные для количественного расчета, то мы должны отказаться от выяснения напряженного состояния и экспериментально исследовать явления, происходящие в действительности в измельчающей машине. Это означает, что необходимо подвергнуть отдельные частицы случайной формы и величины возможно более определенным внешним воздействиям, которые соответствуют случайным нагрузкам в измельчающей машине. При этом разрушающим нагрузкам следует подвергать достаточно большое количество частиц, так как нужные показатели прочности, затраты энергии, образующиеся зерновой состав и внешняя поверхность могут быть получены только с помощью статистики. Для этого необходимо разработать пригодные методы испытаний. [c.8] При феноменологической трактовке нет необходимости в физическом объяснении происходящих процессов. Феноменологическая теория разрушения в материаловедении и учении о прочности была разработана без знания подробностей физических условий возникновения разрушения. Изучение физических явлений, происходящих при разрушении, малодоступно. Только постепенно вместо гипотез возникают определенные и математически обоснованные представления. Пока феноменологические методы показывали простые и надежные пути, можно было отказываться от физической теории разрушения. Чем труднее становятся задачи техники производства материалов, тем важнее знать физический механизм разрушения. [c.9] При измельчении также необходимо понимание протекающих физических процессов, хотя мы и не ожидаем, что физическая теория разрушения даст непосредственно измеренные данные для расчетов. Основой расчетов всегда будет эксперимент по разрушению отдельных зерен или коллективному измельчению в машинах. Влияние различных факторов так многообразно и варианты так многочисленны, что правильно поставленный эксперимент всегда будет необходимым. Для этого требуется правильная интерпретация опытных данных на основе знания физических зависимостей. Физические и феноменологические исследования должны дополнять и обогащать друг друга. [c.9] Для того чтобы излом мог возникнуть и развиваться, должны быть выполнены силовое и энергетическое условия. [c.9] силовое условие определяет минимальную длину начальной трещины, которая должна быть тем больше, чем меньше отношение прочности вещества на растяжение к молекулярной разрывной прочности. [c.10] Только при определенной длине трещины (длине трещины Гриффитса /рриф) сохраняется равновесие при большей длине грнф трещина развивается. При меньшей длине I трещина развиваться не может. [c.10] Во второй фазе разрушения подводимая энергия превышает энергию, абсорбированную по фронту излома. Разница превращается в кинетическую энергию освобожденной области вещества. Эту фазу разрушения мы называем динамической, или конечной фазой развития излома. Динамическая фаза начинается, если превышается критическая длина трещины 4. По теории Гриффитса критическая длина трещины равна длине трещины Гриффитса. В действительности критическая длина трещины может значительно превышать длину трещины Гриффитса. [c.11] На рис. 2 приведена схема различных видов энергии, которые имеют значение для развития трещины, а поэтому и для образования удельной поверхностной энергии излома и кинетической энергии. Все они отнесены к единице длины фронта трещины. Их градиенты на длину трещины могут быть определены как силы распространения трещины С,-. [c.12] Вернуться к основной статье